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输电线路覆冰过程聚类的四层数理混合模型
1
作者 王雅萱 郝艳捧 +2 位作者 黄磊 何锦强 黄欢 《广东电力》 北大核心 2025年第4期35-46,共12页
覆冰严重威胁架空输电线路安全运行,其发展过程是覆冰预测研究的重要基础,目前对于覆冰过程阶段划分及分类尚未形成统一认识。基于2008年冰灾后建设的覆冰监测系统数据,提出覆冰过程的定义与提取原则。构建架空输电线路覆冰监测数据集,... 覆冰严重威胁架空输电线路安全运行,其发展过程是覆冰预测研究的重要基础,目前对于覆冰过程阶段划分及分类尚未形成统一认识。基于2008年冰灾后建设的覆冰监测系统数据,提出覆冰过程的定义与提取原则。构建架空输电线路覆冰监测数据集,综合考虑架空输电线路覆融冰机理模型构建覆冰过程表征参数和四层DBSCAN-Kmeans聚类方法,实现对覆冰过程的多层分类。利用该方法对南方电网1248个覆冰过程进行聚类分析,得到177个人工融冰型、358个单峰型、336个饱和型、107个尖峰饱和型和270个多峰型,并进一步研究各类覆冰过程的等值覆冰厚度、温湿度特征及其演化规律。结果表明,该方法能够有效聚类不同覆冰类型,为架空输电线路覆冰预测提供新的研究思路和技术手段。 展开更多
关键词 覆冰过程 特征参数 聚类 覆冰厚度 覆冰预测
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基于改进卷积神经网络的风电机组叶片覆冰诊断方法研究 被引量：2
2
作者 邢作霞 张玥 +1 位作者 郭珊珊 张超 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期661-667,共7页
针对风电机组叶片覆冰影响机组运行安全和降低发电量的问题,提出一种基于极端梯度提升算法和麻雀搜索算法优化卷积神经网络的风电机组叶片覆冰诊断方法。首先,利用基于极端梯度提升算法计算实际机组监控和数据采集系统(SCADA)数据的特... 针对风电机组叶片覆冰影响机组运行安全和降低发电量的问题,提出一种基于极端梯度提升算法和麻雀搜索算法优化卷积神经网络的风电机组叶片覆冰诊断方法。首先,利用基于极端梯度提升算法计算实际机组监控和数据采集系统(SCADA)数据的特征权重,筛除冗余特征变量,降低诊断模型的复杂度、减少诊断时间;再利用卷积神经网络模型对筛选后SCADA数据进行特征提取建立叶片覆冰诊断分类模型;最后,利用麻雀搜索算法对诊断模型中的超参数寻优,提高诊断模型的准确率。实验结果表明提出的方法对叶片覆冰的诊断准确率达到98%,相比于长短期记忆网络、K近邻算法等分类模型诊断准确率更高。 展开更多
关键词 风电机组 故障诊断 叶片覆冰 神经网络 麻雀搜索算法
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基于遮蔽效应分析的分裂导线覆冰特性及快速计算方法
3
作者 黄亚飞 陈阳宁 +2 位作者 杨鑫 蒋兴良 范才进 《电工技术学报》 北大核心 2025年第9期2852-2863,共12页
冬季架空输电线路覆冰会对电力系统安全稳定运行构成重大威胁。对于分裂导线而言,由于上风侧子导线对下风侧子导线的遮蔽效应的影响,导致其覆冰特性将出现较大差异,而现有研究缺乏对分裂子导线间覆冰遮蔽效应的定量研究。针对上述问题,... 冬季架空输电线路覆冰会对电力系统安全稳定运行构成重大威胁。对于分裂导线而言,由于上风侧子导线对下风侧子导线的遮蔽效应的影响,导致其覆冰特性将出现较大差异,而现有研究缺乏对分裂子导线间覆冰遮蔽效应的定量研究。针对上述问题,该文首先通过数值仿真方法对分裂导线覆冰特性进行研究。采用欧拉模型求解分裂导线覆冰过程中的气-液两相流场分布特性,基于控制体思想及水滴冻结质量平衡与热力学平衡方程,获取了不同覆冰环境下分裂导线的覆冰质量与形貌。然后通过遮蔽角与遮蔽系数的定义分析了分裂子导线间的覆冰遮蔽效应及其影响因素。结果表明:分裂导线上、下风侧子导线覆冰强度之差与子导线间遮蔽效应的强度呈正相关,遮蔽角绝对值和分裂间距的增加会导致遮蔽效应减弱乃至消失;液滴中值体积直径的增加将加剧遮蔽效应;在5~20 m/s的风速范围内,遮蔽效应先增强后减弱,风速为15 m/s时遮蔽效应最强烈。最后,基于遮蔽效应分析,提出了针对不同分裂形式分裂导线的覆冰量快速计算方法,并通过分裂导线自然环境覆冰观测试验对快速计算方法的准确性进行了验证。研究结果可为架空输电线路的防覆冰设计与运维提供理论指导。 展开更多
关键词 架空输电线路 覆冰 分裂导线 数值模拟 自然覆冰试验
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低风压导线覆冰特性与关键因素研究
4
作者 周超 陈朋 《电网技术》 北大核心 2025年第5期2176-2185,I0105-I0107,共13页
低风压导线通过改变外层线股形状来降低风阻系数,但较少考虑外层线股形状改变可能对导线覆冰特性的影响。为揭示低风压导线覆冰特性和关键影响因素,该研究建立低风压导线精细化几何模型,利用ANSYS Fluent模块划分网格、定义边界并在ANSY... 低风压导线通过改变外层线股形状来降低风阻系数,但较少考虑外层线股形状改变可能对导线覆冰特性的影响。为揭示低风压导线覆冰特性和关键影响因素,该研究建立低风压导线精细化几何模型,利用ANSYS Fluent模块划分网格、定义边界并在ANSYS Icing模块开展了覆冰过程模拟计算。讨论了外层线股开口角(30°、45°、60°和90°)、开口处小圆弧半径(0.8、1.7、2.8和3.5mm)、凹弧面半径(7.09、9.15、12.09和16.9mm)对低风压导线碰撞系数、积冰形状的影响,并与同直径钢芯铝绞线进行了对比。研究发现,外层线股开口角45°时,覆冰质量最大;小圆弧半径增加,覆冰质量逐渐减小;另外,随凹弧面半径增加,覆冰质量及范围都逐渐增大;与钢芯铝绞线相比,低风压导线积冰量在短时间覆冰条件下明显减小(当覆冰30 min时,覆冰质量减少50.1%),但在长时间覆冰条件下积冰量差别很小(当覆冰24h时,覆冰质量增加1.65%)。 展开更多
关键词 低风压导线 覆冰模型 碰撞系数 积冰形状
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基于特征选择和改进LSTM的风电机组叶片覆冰故障检测方法
5
作者 王威 苏洪军 +2 位作者 王海云 丁国栋 连昊 《可再生能源》 北大核心 2025年第8期1044-1050,共7页
随着风电规模的不断增加,风电机组关键部件的运行维护成为研究的热点。针对风电机组叶片覆冰问题,文章提出了一种基于特征选择和改进长短期记忆网络(LSTM)算法的风电机组叶片覆冰故障检测方法。该方法首先采用Relief算法进行特征选择,利... 随着风电规模的不断增加,风电机组关键部件的运行维护成为研究的热点。针对风电机组叶片覆冰问题,文章提出了一种基于特征选择和改进长短期记忆网络(LSTM)算法的风电机组叶片覆冰故障检测方法。该方法首先采用Relief算法进行特征选择,利用LSTM网络作为残差发生器,通过交叉预测模型对SCADA特征序列进行预测,得到预测值与真实值的特征残差;然后,从残差中提取5个隐含的数据特征,并导入序列分类模块进行覆冰检测;最后,将该方法与K近邻和随机森林算法进行对比。结果表明,文章提出的方法可以更准确地实现覆冰检测,验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 风电机组 叶片覆冰 特征选择 交叉预测与序列分类LSTM 故障检测
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基于FSLSTM的架空输电线路覆冰预测
6
作者 汪峰 马梓茗 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第4期190-201,共12页
为了提高架空输电线路覆冰预测模型精度,提出了一种考虑覆冰和气象因素相关性的输电线路覆冰预测模型。首先,采用滑动窗口分解将导线覆冰数据分解为趋势分量和季节分量,减小原始数据的复杂性。然后,通过傅里叶变换求得覆冰数据的核心周... 为了提高架空输电线路覆冰预测模型精度,提出了一种考虑覆冰和气象因素相关性的输电线路覆冰预测模型。首先,采用滑动窗口分解将导线覆冰数据分解为趋势分量和季节分量,减小原始数据的复杂性。然后,通过傅里叶变换求得覆冰数据的核心周期,按该周期将覆冰数据分段,构建基于傅里叶变换分段长短期记忆网络(Fourier transform segmented long shortterm memory network,FSLSTM),捕获覆冰数据的局部相关性和全局相关性。最后,通过数据增强算法(Mixup)扩大导线覆冰数据,提高预测模型的泛化性能。结果表明,所提出的预测模型精度较高,相比于传统的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络等预测模型,其均方误差为0.097和0.079,平均绝对误差为0.232和0.220,平均绝对百分比误差为5.19%和8.08%。覆冰厚度对温度最为敏感,其次是湿度和风速,光照和压强较弱。 展开更多
关键词 覆冰预测 滑动窗口分解 傅里叶变换 长短期记忆网络 Mixup
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基于IDBO-BP算法的覆冰状态输电塔应力与位移预测模型
7
作者 王彦海 李恩阳 +3 位作者 苗红璞 石习双 李书炀 周冬阳 《燕山大学学报》 北大核心 2025年第3期207-218,共12页
输电塔受大风和覆冰的作用极易发生塔材变形、塔身倾斜甚至倒塔现象,建立极端天气下输电塔状态预测模型,可以预判塔身关键部位受力和整体倾斜的变化趋势。本文提出一种基于IDBO-BP算法的覆冰状态输电塔应力与位移预测模型,首先利用Singe... 输电塔受大风和覆冰的作用极易发生塔材变形、塔身倾斜甚至倒塔现象,建立极端天气下输电塔状态预测模型,可以预判塔身关键部位受力和整体倾斜的变化趋势。本文提出一种基于IDBO-BP算法的覆冰状态输电塔应力与位移预测模型,首先利用Singer混沌映射与可变螺旋搜索策略对蜣螂优化算法进行优化,然后利用改进的蜣螂优化算法对BP神经网络的权值和阈值进行优化,得到覆冰状态下输电塔应力与位移预测模型;其次,采用有限元仿真计算,得到不同工况下输电塔的状态响应;最后,结合预测模型与仿真结果得到覆冰状态输电塔关键部位应力和塔头位移的预测值。结果表明:文中提出的IDBO-BP较DBO-BP绝对平均误差下降了62.9%,平均相对误差下降了58.1%,均方根误差下降了60.2%,为覆冰状态下的输电塔自身杆件状态的安全性预测提供参考。 展开更多
关键词 输电塔 BP神经网络 覆冰 改进蜣螂算法
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不均匀覆冰输电导线舞动精细化分析
8
作者 浦玉学 古妍 +1 位作者 郑哲 施成琰 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期750-756,790,共8页
针对不均匀覆冰输电导线力学特性以及舞动分析难题,文章以单档距不均匀覆冰输电导线为研究对象,建立输电线路不均匀覆冰物理模型,推导不均匀覆冰导线初始形状函数和空气动力系数修正公式,基于ANSYS给出不均匀覆冰精细化分析流程,并对4... 针对不均匀覆冰输电导线力学特性以及舞动分析难题,文章以单档距不均匀覆冰输电导线为研究对象,建立输电线路不均匀覆冰物理模型,推导不均匀覆冰导线初始形状函数和空气动力系数修正公式,基于ANSYS给出不均匀覆冰精细化分析流程,并对4种典型不均匀覆冰工况下的导线进行力学特性分析、初始找形以及舞动分析仿真实验。结果表明:相较于等效均匀覆冰模型,采用该文提出的不均匀覆冰输电线路舞动精细化分析方法,导线初始位形准确度可提高近10%,舞动分析精度最大提高25%。 展开更多
关键词 不均匀覆冰导线 精细化分析 输电导线 舞动分析
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BOTDR监测OPGW覆冰最小临界厚度试验方法
9
作者 郝艳捧 毛典明 +3 位作者 成延庭 黄磊 查传洋 黄欢 《高电压技术》 北大核心 2025年第7期3191-3200,共10页
覆冰严重威胁光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)安全运行,然而布里渊光时域反射仪(Brillouin optical time domain reflectometer,BOTDR)监测覆冰厚度的范围与感知模型尚未明晰。为此,该文提出了基... 覆冰严重威胁光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)安全运行,然而布里渊光时域反射仪(Brillouin optical time domain reflectometer,BOTDR)监测覆冰厚度的范围与感知模型尚未明晰。为此,该文提出了基于BOTDR的OPGW自然覆冰最小临界传感厚度监测方法:当OPGW覆冰厚度较小时,假设布里渊频移只受温度影响,随着OPGW覆冰逐渐增长布里渊频移监测温度误差增大,布里渊频移监测温度超过判定区间时对应的覆冰厚度定义为最小临界传感厚度。在南方电网梅花山防冰减灾重点实验室搭建OPGW覆冰BOTDR监测系统验证了该方法的有效性,研究结果表明:BOTDR在OPGW自然覆冰条件下能监测到其最小临界传感厚度,试验中171 m孤立档OPGW最小临界传感厚度为11.61 mm;当覆冰厚度小于11.61 mm时,BOTDR布里渊频移仅能监测温度,布里渊频移监测温度与微气象终端监测温度最大差值为1.5℃,在本文试验用BOTDR的温度精度±2℃范围内,BOTDR不能感知小于最小临界传感厚度的轻度覆冰;当覆冰厚度大于11.61mm时,BOTDR布里渊张力频移与OPGW覆冰张力强线性相关,相关系数为0.99。该文研究为长距离OPGW覆冰BOTDR准确监测提供了理论依据。 展开更多
关键词 光纤复合架空地线(OPGW) 覆冰 布里渊光时域反射仪(BOTDR) 温度监测 张力监测
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基于分布式光纤传感的输电线路覆冰预警研究
10
作者 王帅 徐钦云 林胜海 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期481-487,共7页
为实现输电线路覆冰状态的定量监测,采用理论建模和模拟实验的方法,基于布里渊散射原理和悬垂线缆的力学分析,推导布里渊频移和覆冰厚度的关系,并通过模拟实验验证该关系的准确性。研究结果表明,覆冰厚度和布里渊频移呈单调递增关系,在... 为实现输电线路覆冰状态的定量监测,采用理论建模和模拟实验的方法,基于布里渊散射原理和悬垂线缆的力学分析,推导布里渊频移和覆冰厚度的关系,并通过模拟实验验证该关系的准确性。研究结果表明,覆冰厚度和布里渊频移呈单调递增关系,在实验条件下,覆冰厚度测量误差为12.48%,覆冰预警的应变阈值区间为1.5×10^(-3)ε~2.0×10^(-3)ε,直接观测输电线路的应变值可简化覆冰预警流程。研究结论可为分布式光纤传感技术在输电线路覆冰监测的工程应用提供参考。 展开更多
关键词 输电线路 分布式光纤传感 布里渊光时域反射仪 光纤应变 覆冰预警 布里渊频移 定量监测
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基于新型元启发式反向传播神经网络的500 kV输电线路覆冰厚度预测 被引量：1
11
作者 苏仁斌 熊卫红 +3 位作者 刘先珊 李智 邹建明 曾垂辉 《兰州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期17-25,34,共10页
实际输电线路的覆冰监测数据为高维非线性时间序列,以某500 kV典型覆冰线路为研究对象,结合监测序列的统计特征,提出基于新型元启发算法瞪羚优化方法(GOA)的反向传播神经网络(BPNN)模型进行覆冰厚度预测.基于10个标准测试函数的最优解求... 实际输电线路的覆冰监测数据为高维非线性时间序列,以某500 kV典型覆冰线路为研究对象,结合监测序列的统计特征,提出基于新型元启发算法瞪羚优化方法(GOA)的反向传播神经网络(BPNN)模型进行覆冰厚度预测.基于10个标准测试函数的最优解求解,验证优化算法对复杂问题全局最优求解的适用性,引入该算法建立GOA-BPNN模型,仿真不同训练样本数的正弦函数,说明该方法能更快地收敛于最优解.根据线路的5 a覆冰监测数据,基于相关系数矩阵及主成分分析法,将6个主控因子降维为4个,作为GOA-BPNN模型的输入层,构建符合线路特征的覆冰厚度GOABPNN预测模型.该模型针对短时间覆冰序列的预测结果比经典BPNN模型的预测值更准确,验证了其对高阶非线性覆冰时间序列的泛化学习能力.以线路的多年覆冰长时间序列为训练集,预测得到5个时刻的覆冰厚度,GOA-BPNN模型相对其他4个模型的预测值最接近实际监测值,模型对“微地形、微气象”环境中的覆冰厚度预测具有较高的可靠性. 展开更多
关键词 瞪羚优化算法 GOA-BPNN模型 主成分分析 覆冰厚度 预测模型
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荷叶超疏水表面防覆冰试验及机理研究
12
作者 王力 胡琴 +2 位作者 舒立春 杨航 蒋兴良 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期855-863,共9页
覆冰现象严重影响输电线路、风力发电机等设备的安全稳定运行。荷叶超疏水仿生表面作为潜在的、无需外界能量的防冰方法备受关注,但是正常情况下,荷叶植株与覆冰环境难以同时存在,导致对完整荷叶植株的防冰效果的研究较少。为验证荷叶... 覆冰现象严重影响输电线路、风力发电机等设备的安全稳定运行。荷叶超疏水仿生表面作为潜在的、无需外界能量的防冰方法备受关注,但是正常情况下,荷叶植株与覆冰环境难以同时存在,导致对完整荷叶植株的防冰效果的研究较少。为验证荷叶表面防覆冰效果,分析其防冰机理,该文分别选择整株荷叶和荷叶切片作为研究对象,利用低温低气压人工气候室模拟雨凇覆冰环境,研究荷叶防覆冰性能,并通过拍摄荷叶表面微观结构以及分析其化学成分组成,研究荷叶表面防覆冰机理。结果表明:荷叶超疏水表面可以起到防覆冰的作用,且防覆冰能力的强弱与荷叶生长程度有关。长链烷烃为荷叶表面提供了低表面能,降低了水滴附着力;微纳米二元粗糙结构不仅阻碍水滴凝结过程中的热传递,延缓成核时间,也抑制非均相成核的成核点位,降低了成核速率。 展开更多
关键词 防覆冰 天然超疏水 凝结过程 生长程度 荷叶
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防冰涂层研究进展及抗冻蛋白防覆冰应用前景
13
作者 李庆斯 张黎明 张雷 《化工进展》 北大核心 2025年第5期2505-2514,共10页
户外设施表面覆冰问题严重影响了其正常运行。传统除冰方法(如加热、化学除冰剂及机械除冰)存在高能耗、环境不友好以及对设备的潜在损害等问题。因此,亟需开发绿色、经济且长效的防冰策略。近年来,构建防冰涂层已成为应对覆冰问题的重... 户外设施表面覆冰问题严重影响了其正常运行。传统除冰方法(如加热、化学除冰剂及机械除冰)存在高能耗、环境不友好以及对设备的潜在损害等问题。因此,亟需开发绿色、经济且长效的防冰策略。近年来,构建防冰涂层已成为应对覆冰问题的重要需求,也成为了防冰领域的研究热点。本综述梳理了当今防冰涂层的前沿研究进展,并讨论了防冰涂层的生物基原料替代的可能性。首先,综述了防冰涂层的主要类型(包括超疏水、超润滑、光热、电热以及活性防冰涂层)及其发展现状。其次,重点介绍并分析了自愈合防冰涂层的研究进展,讨论了自愈合特性给防冰涂层带来的重要价值。然后,总结了抗冻蛋白(AFP)的防冰作用机制与AFP防冰涂层的研究现状。最后,对防冰涂层的未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 防冰涂层 自愈合 抗冻蛋白 覆冰 生物基
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不同电压类型作用下过冷却水滴运动特性及绝缘子雾凇覆冰试验
14
作者 胡玉耀 迟明辰 +3 位作者 蒋兴良 咸日常 刘晓阳 耿凯 《高电压技术》 北大核心 2025年第4期1663-1673,共11页
覆冰严重威胁输电线路的安全稳定运行。已有试验研究表明电场对绝缘子覆冰确有影响,但是不同电压类型作用下,水滴的微观运动过程及其对冰树枝生长的影响机理尚未厘清。文中以3片串LXY-160绝缘子为研究对象,基于电磁学、流体力学和场致... 覆冰严重威胁输电线路的安全稳定运行。已有试验研究表明电场对绝缘子覆冰确有影响,但是不同电压类型作用下,水滴的微观运动过程及其对冰树枝生长的影响机理尚未厘清。文中以3片串LXY-160绝缘子为研究对象,基于电磁学、流体力学和场致荷电理论,首次对比分析了在交流电场和负极性直流电场作用下水滴的受力特性和运动偏移特性。在此基础上,通过自然环境下的人工雾凇覆冰试验解释了不同类型电场对覆冰增长过程的影响。结果表明:荷电水滴的运动特性与电场类型密切相关,交流电场下荷电水滴的运动轨迹出现振荡,且水滴捕获时间是直流的1.15倍。直流作用下绝缘子伞裙边缘的法向电场最大,绝缘子雾凇覆冰冰树枝集中分布于此。由于交流情况下荷电水滴受到的电场力在一个周期内有抵消效应,因此单位时间内捕获的水滴数量较直流少,且直流电场作用下的绝缘子覆冰质量和覆冰长度分别较交流提高了13.7%和8.75%。 展开更多
关键词 电压类型 过冷却水滴 绝缘子 雾凇覆冰 荷电水滴
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基于舞动幅值的覆冰输电线路舞动停运概率计算
15
作者 孙天杰 林济铿 罗萍萍 《电测与仪表》 北大核心 2025年第3期85-94,共10页
输电线路覆冰舞动是线路停运的主要原因之一,准确预测线路舞动停运概率并采取相应的预防措施,对于提高电网运行的安全性和稳定性具有非常积极的意义。文中提出了一种计算覆冰导线舞动停运概率的新方法。所提方法首先基于D'Alembert... 输电线路覆冰舞动是线路停运的主要原因之一,准确预测线路舞动停运概率并采取相应的预防措施,对于提高电网运行的安全性和稳定性具有非常积极的意义。文中提出了一种计算覆冰导线舞动停运概率的新方法。所提方法首先基于D'Alembert原理建立计及相邻档舞动影响的覆冰导线舞动方程,采用Runge-Kutta方法求得舞动幅值,进一步提升了舞动模型的准确性;其次根据舞动幅值提出了考虑气隙击穿电压分散性的舞动跳闸概率计算方法和计及线路老化效应的舞动断线概率计算方法,进而综合得到线路舞动停运概率。最后通过实际算例验证了文中模型和计算方法的有效性,可以为输电线路舞动灾害防治提供一定的辅助支持。 展开更多
关键词 输电线路 覆冰 舞动方程 相邻档舞动 停运概率
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集成随机配置网络在输电线路覆冰预测中的应用
16
作者 原辉 胡帆 +2 位作者 范晶晶 俞华 王帅 《测绘通报》 北大核心 2025年第1期29-34,共6页
对输电线路进行覆冰预测是保障电网安全运行的关键技术。由于需要综合考虑地形和气象变化等的影响,覆冰预测是一项具有高维非线性、多模态异质性的复杂任务。本文提出了一种基于集成随机配置网络的深度学习方法预测输电线路覆冰。首先... 对输电线路进行覆冰预测是保障电网安全运行的关键技术。由于需要综合考虑地形和气象变化等的影响,覆冰预测是一项具有高维非线性、多模态异质性的复杂任务。本文提出了一种基于集成随机配置网络的深度学习方法预测输电线路覆冰。首先根据多尺度融合的小波模极大值进行覆冰图像数据边缘检测,提高覆冰线路识别的准确率;然后考虑历史观测数据中的微地理和微气象等特征,通过多种特征要素组合构建Boosting集成学习框架下随机配置网络预测模型,预测输电线路覆冰情况。算例分析结果表明,本文提出的集成模型优于单一模型,可以有效实现覆冰输电线路识别和厚度预测,提高了模型泛化能力和覆冰灾害预测精度。 展开更多
关键词 覆冰预测 随机配置网络 集成学习 预测模型 多尺度融合
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大型风机迎风面覆冰增长规律及气动特性
17
作者 韩兴波 孙鹏 +2 位作者 王杰 陈孜铭 蒋兴良 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1169-1179,共11页
风力发电机叶片在复杂低温气象条件下极易覆冰,覆冰造成的风机停运或结构损坏等问题一直困扰着风电行业的发展。为此模拟了不同环境条件的风机表面的水滴撞击特性,分析了叶片积冰增长对其气动特性的影响规律,并结合野外风机覆冰观测实... 风力发电机叶片在复杂低温气象条件下极易覆冰,覆冰造成的风机停运或结构损坏等问题一直困扰着风电行业的发展。为此模拟了不同环境条件的风机表面的水滴撞击特性,分析了叶片积冰增长对其气动特性的影响规律,并结合野外风机覆冰观测实验进行对比验证。结果表明:水滴中值直径为20~40μm之间时,叶片水滴碰撞率变化较大,风速为8~10 m/s时,水滴碰撞率的增长率减小;翼型厚度减小会导致水滴的碰撞范围减小,驻点处的局部碰撞率却逐渐增大。洁净翼型和流线冰翼型的最大升阻比较为接近,流线冰翼型升阻比达到最大值后(临界攻角)随着攻角的增大而减小,而角状冰翼型升阻比达到最大值的临界攻角相对更小。相对于无冰状态,带冰后翼型的失速攻角减小;相对于洁净翼型,流线冰翼型在覆冰2.8 h后功率降低18.5%,角状冰翼型覆冰情况下输出功率降低达76.8%。该研究结果可为风机覆冰条件下的性能分析提供数据积累和技术参考。 展开更多
关键词 翼型覆冰 水滴碰撞率 冰形迭代 气动特性 功率特性
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覆冰条件下架空输电线路舞动特性及其防治技术
18
作者 杨代勇 于群英 +5 位作者 矫立新 刘赫 谈必成 姜伟 张泽凯 杜伯学 《电气工程学报》 北大核心 2025年第3期309-322,共14页
架空输电线路舞动是指在覆冰条件下线路导体在风激励下产生的一种非线性振动现象,具有低频大振幅特征。随着全球气候变化与极端天气的频繁发生,架空输电线路舞动时有发生,严重威胁高压输配电系统安全与供电可靠性。通过整理国内外架空... 架空输电线路舞动是指在覆冰条件下线路导体在风激励下产生的一种非线性振动现象,具有低频大振幅特征。随着全球气候变化与极端天气的频繁发生,架空输电线路舞动时有发生,严重威胁高压输配电系统安全与供电可靠性。通过整理国内外架空输电线舞动研究领域的研究进展,梳理分析输电导线覆冰舞动特征及其影响因素,介绍目前针对输电线路舞动机理的理论研究,讨论归纳舞动的试验研究与仿真计算方法,总结提出可行的线路舞动监测预警技术与防治措施。对当前研究存在的问题和局限性进行总结,并且对架空输电线路舞动研究的发展方向进行了展望,以期对架空输电线路舞动的发展形成系统认知,为减少和抑制因舞动产生的故障同时提高电网运行可靠性提供理论基础与指导。 展开更多
关键词 架空输电线路 舞动机理 覆冰条件 监测预警技术 防治措施
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考虑样本不平衡条件下风机叶片覆冰诊断及其可解释性研究
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作者 吕云龙 胡琴 +2 位作者 胡紫园 武雨凡 林晖尧 《电工技术学报》 北大核心 2025年第11期3667-3679,共13页
目前基于机器学习的覆冰诊断方法需要依赖大量的时间序列数据进行建模预测,在实际工作过程中,由于受到设备和工作条件的影响,收集足够多的覆冰样本监测数据非常困难,这导致数据不平衡的问题普遍存在。因此,该文提出了一种融合诊断模型,... 目前基于机器学习的覆冰诊断方法需要依赖大量的时间序列数据进行建模预测,在实际工作过程中,由于受到设备和工作条件的影响,收集足够多的覆冰样本监测数据非常困难,这导致数据不平衡的问题普遍存在。因此,该文提出了一种融合诊断模型,该模型结合条件表格生成对抗网络(CTGAN)和轻量梯度提升网络(LightGBM),用于生成合成样本并进行覆冰诊断。首先,基于滑动窗口算法在原有特征的基础上,进一步构建新的混合特征;其次,利用CTGAN模型学习真实样本的数据分布,通过生成器和判别器对抗训练达到纳什平衡,生成与真实样本相似的新样本;再次,将合成样本输入LightGBM中以提取有效特征进行覆冰诊断,并通过引入焦点损失函数修正LightGBM模型,提高模型区分混淆样本的能力;然后,利用沙普利加性解释(SHAP)归因理论对覆冰影响因素进行分析;最后,基于真实风机数据集设计了多组不平衡样本实验,结果表明:该文所提出的融合诊断模型即使在训练样本数量较少的情况下,其诊断准确率依然保持在0.942,优于现有多种分类诊断模型,可为提高风机安全性和运维效率提供重要的技术支持。 展开更多
关键词 风机叶片 样本不平衡 生成对抗网络 覆冰诊断 可解释性
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多传感器数据采集下覆冰输电线路脱冰跳跃检测
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作者 潘浩 周仿荣 +1 位作者 张厚荣 马仪 《传感技术学报》 北大核心 2025年第8期1526-1532,共7页
输电线路不均匀脱冰会产生不平衡张力,引起线路跳跃,严重威胁到线路安全。提出多传感器数据采集下的覆冰输电线路非线性脱冰跳跃检测方法。利用MEMS三轴加速度传感器获取输电线路可承受荷重与密度,采用振动传感器分析输电线路脱冰跳跃... 输电线路不均匀脱冰会产生不平衡张力,引起线路跳跃,严重威胁到线路安全。提出多传感器数据采集下的覆冰输电线路非线性脱冰跳跃检测方法。利用MEMS三轴加速度传感器获取输电线路可承受荷重与密度,采用振动传感器分析输电线路脱冰跳跃动力。通过不同传感器响应数值,得到覆冰输电线路信息,计算非线性脱冰跳跃过程中档内输电线路长度、任意时刻的受力状况以及脱冰状态的变化能量,获得非线性脱冰跳跃检测结果。仿真分析结果表明:所提方法的冰跳高度最大误差仅为2.31%,说明检测的脱冰跳跃高度公式适用性好,在脱冰速度为5 m/s时,冰跳最大高度为3.5 m,且保持平稳,随着时间的变化,冰跳轴力逐渐趋近于220 MPa,说明脱冰速度响应检测能力好。 展开更多
关键词 电力工程 脱冰跳跃检测 多传感器融合 覆冰输电线路 输电线荷重
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